Por Molly Jerrard, directora de flexibilidad en Enel Norteamérica
El auge de la inteligencia artificial y la computación en la nube está impulsando una expansión sin precedentes de los centros de datos, lo que dispara la demanda de electricidad a niveles para los que la red eléctrica no fue diseñada. Según la Agencia Internacional de la Energía, para el próximo año, el consumo eléctrico de los centros de datos podría más que duplicar el de 2022 y alcanzar la asombrosa cifra de 1.000 teravatios-hora, un consumo similar al de Japón.
El modelo tradicional de suministro eléctrico, basado en la expansión a largo plazo de la red para satisfacer la demanda, es demasiado lento para seguir el ritmo de este crecimiento. Las restricciones en la cadena de suministro, los retrasos en los permisos y el aumento de los costes hacen que la implementación de nueva infraestructura de transmisión sea un proceso que lleva años. Y la innovación no puede permitirse esperar tanto tiempo.
Uno de los ejemplos más destacados es el recientemente anunciado proyecto Stargate, una iniciativa que afirma que invertirá hasta 500.000 millones de dólares en infraestructura de inteligencia artificial, incluidos grandes centros de datos alimentados, en parte, por generación de energía renovable y almacenamiento en baterías.
Mientras que algunas compañías eléctricas enfrentan restricciones regulatorias y financieras para ampliar su capacidad, los centros de datos no pueden permitirse esperar de tres a cinco años para la modernización de la infraestructura. Para respaldar este auge, es necesario replantear la relación entre los centros de datos y las empresas de suministro eléctrico mediante enfoques innovadores, como la generación de energía in situ, la interacción dinámica con la red y estrategias de adquisición de energía que generen valor tanto para las compañías eléctricas como para los operadores de centros de datos.
La respuesta a la demanda, históricamente considerada inviable para los centros de datos debido a su consumo constante y predecible, está emergiendo como una estrategia clave para ayudarles a adaptarse.
La red no puede seguir el ritmo
Según un informe del Instituto Nicholas de Energía, Medioambiente y Sostenibilidad de la Universidad de Duke, las compañías eléctricas informan de tiempos de espera de hasta 10 años para la conexión de nuevas instalaciones. La infraestructura necesaria para transportar la electricidad desde los puntos de generación hasta los centros de datos también está rezagada, agravando la escasez de suministro en ciertas regiones. En mercados clave como PJM, las tarifas de capacidad han aumentado más de un 1.000 %, lo que obliga a los operadores a replantearse sus estrategias de adquisición de energía.
Al mismo tiempo, las cargas de trabajo intensivas en energía de la inteligencia artificial requieren mucha más electricidad que la computación en la nube tradicional. Goldman Sachs informa que, en promedio, las consultas de ChatGPT consumen hasta 10 veces más electricidad que las búsquedas en Google. Si bien las mejoras en eficiencia de DeepSeek son prometedoras para el sector, la tendencia general de la demanda sigue al alza. Incluso si la red pudiera aumentar su capacidad, no lo haría lo suficientemente rápido como para cubrir las necesidades de los centros de datos impulsados por la inteligencia artificial.
Sin embargo, la respuesta a la demanda puede proporcionar un alivio inmediato al permitir que los centros de datos ajusten su consumo energético de manera que beneficie tanto sus operaciones como la red eléctrica. Aunque tradicionalmente se ha considerado que la carga de los centros de datos es demasiado rígida para participar en programas de respuesta a la demanda, los avances en la redistribución de cargas de trabajo y el almacenamiento de energía están haciendo que esta opción no solo sea viable, sino también altamente efectiva. Los beneficios para la red son considerables: una investigación de la Universidad de Duke muestra que las medidas de flexibilidad podrían permitir la absorción de entre 76 y 126 gigavatios de nuevas cargas.
Repensando la relación entre centros de datos y compañías eléctricas
Los operadores de centros de datos están empezando a darse cuenta de los beneficios financieros y operativos de participar en programas de flexibilidad de la red, como la respuesta a la demanda, y cómo pueden contribuir a su estabilidad. Aprovechando recursos in situ, trasladando cargas de trabajo no urgentes y utilizando almacenamiento en baterías, los centros de datos pueden ayudar a aliviar la presión sobre la red y generar ingresos para reducir sus costes energéticos.
Por ejemplo, Google ha implementado un sistema que ajusta el horario de las tareas computacionales no urgentes para que coincidan con periodos de menor demanda en la red, asegurando que las funciones esenciales permanezcan inalteradas mientras se reduce la carga en las horas punta. De manera similar, algunas instalaciones han comenzado a transferir cargas a generadores de respaldo in situ durante periodos de alta demanda, aliviando así la congestión de la red y beneficiándose de incentivos financieros por su participación.
Las instalaciones que aprovechan la respuesta a la demanda pueden compensar sus costes energéticos, monetizar sus activos de energía de respaldo y fortalecer su resiliencia frente a la inestabilidad de la red. En mercados altamente restringidos, los centros de datos que participan en estos programas obtienen una ventaja competitiva al evitar las tarifas elevadas de energía en horas punta, manteniendo la operatividad mediante una gestión estratégica de la energía. Algunos centros de datos más avanzados incluso están ajustando sus operaciones en función de la intensidad de carbono de la energía de la red, alineándolas con sus estrategias de descarbonización. Las posibilidades innovadoras para la flexibilidad de carga en la transición energética son infinitas.
A medida que más operadores reconocen estos beneficios, se dan cuenta de que la respuesta a la demanda puede aplicarse a los centros de datos sin comprometer su integridad operativa. Algunos están invirtiendo en automatización para redistribuir dinámicamente las cargas de trabajo en función de las condiciones de la red en tiempo real, garantizando que el procesamiento de datos se lleve a cabo cuando la electricidad es más abundante y económica. Otros están adoptando estrategias avanzadas de refrigeración que ajustan el consumo de energía según la disponibilidad de la red, ayudando a suavizar las fluctuaciones en la demanda de electricidad.
Estas innovaciones demuestran que el cambio de mentalidad ya está en marcha, permitiendo que los centros de datos contribuyan activamente a la estabilidad y eficiencia de la red eléctrica.
La economía de la adaptación
A medida que la demanda de energía de los centros de datos se dispara, las compañías eléctricas y los reguladores buscan formas de trasladar los costes de infraestructura a los grandes consumidores. Un estudio del Instituto Nicholas informa de que el aumento desmesurado de los precios de capacidad ha llevado a algunos estados, como Georgia y Ohio, a implementar políticas que obligan a los centros de datos a asumir una mayor parte de los costes de infraestructura.
Los acuerdos de compra de energía a largo plazo pueden ayudar a protegerse contra futuros aumentos de costes, mientras que las estrategias de gestión de carga flexible permiten a los centros de datos evitar los picos de precios en las horas punta. Las inversiones en energía localizada, incluidas las renovables in situ y el almacenamiento, también pueden reducir la dependencia de la infraestructura de la red. Algunos programas de respuesta a la demanda incluso ofrecen financiación para cubrir los costes de generadores de respaldo o mejoras en los sistemas de control de las instalaciones.
El auge de los centros de datos no muestra signos de desaceleración. Adoptando un nuevo enfoque en la adquisición y el uso de energía, los operadores pueden transformar sus centros de datos en activos para la red eléctrica, en lugar de simples consumidores de energía. Así, estas instalaciones, cruciales para el avance de las tecnologías emergentes, pueden convertirse en recursos eficientes y ágiles para un sistema eléctrico moderno.